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토요타 캠리가 작년 하반기에 국내 출시되면서 3490만원 이라는 비교적 저렴한 가격을 책정하면서 현대자동차의 토요타 견제가 심해지고 있습니다.


올해1월18일에는 현대자동차 최초로 직분사시스템을 탑재한 쏘나타 F24GDI(원래 현대자동차의 직분사엔진은 에쿠스4.5가 최초이지만 엄밀히 말해 미쓰비시에서 들여온것으로 현대자동차 고유의 것으로 볼수없음)를 출시했습니다.


쏘나타 F24GDI는 먼저 출시한 쏘나타 N20 모델라인업과 달리 배기량을 400cc높이고 직분사시스템을 도입하여 출력을 크게 높였습니다. 또한 배기량이 400cc높지만 연비는 오히려 쏘나타 2.0모델보다 0.2km/l가 늘어나 뛰어난 효율성을 구현하였다고 합니다.


최근에 현대자동차는 기자들을 초청하여 제주도에서 쏘나타 F24GDI 시승회를 개최하였습니다. 그리고 토요타 캠리를 비교대상차종으로 선정하였습니다.


작년 9월 쏘나타가 처음 출시할때는 대규모 시승회가 없었는데 쏘나타 F24GDI를 출시하면서 기자들 대상으로 시승회를 개최할 정도면 현대자동차가 쏘나타F24GDI에 대해 얼마나 신경쓰고 있는지 알수 있습니다.


그럼 현대자동차가 쏘나타를 통해 선보인 직분사엔진(GDI)는 대체 무엇일까요? 


장점 - 기존엔진에 비해 뛰어난 연소효율성으로 인해 출력과 연비 두마리 토끼를 잡았다.




예전에 제가 가솔린 직분사엔진에 대한 포스팅을 쓴적이 있습니다만 아직 직분사시스템에 대해 잘 모르시는 분들이 있으므로 다시한번 직분사엔진에 대해 설명하겠습니다.


기존 엔진은 인젝터를 통해 연료를 분사하는 MPI는 방식으로 80 년대 이후 본격적으로 쓰이기 시작했으며 현재 대부분의 가솔린 엔진에서는 MPI는 시스템이 대다수를 차지하고있습니다.


신형 쏘나타 2.4L 엔진에 탑재된 GDI의 시스템은 MPI를와 달리 인젝터부터가 다릅니다. 자동차 메이커마다 조금씩 다르지만 GDI는 엔진의 경우 최소 200bar 이상의 고압으로 압축 할수있는 연료 인젝터를 통해 연료가 고압으로 분사되는데 흡기 밸브 뒤쪽에 위치한 기존의 MPI 엔진과 달리 GDI의 엔진은 흡기 밸브 아래쪽에 위치해 있기 때문에 흡기 행정시 공기와 함께 연료가 직접 실린더 내로 분사됩니다.


그래서 전체적으로 연소 효율성이 높아지고 따라서 출력과 연비도 높아지게됩니다.


GDI 즉 직분사시스템의 장점은 높은 연소 효율성입니다. 특히 정속 주행시 높은 연비를 얻을수있다는 장점이있습니다.
 

MPI는 엔진은 이론적으로 14.7:1의 비율로 공기와 연료가 혼합됩니다. 14.7:1의 비율은 이론상의 비율이지 실제로는 엔진 내구성 등을 고려하여 혼합 비율이 좀더 농후한 10시 1분 혹은 11시 1분로 셋팅됩니다.


GDI는 엔진의 경우 정속 주행 시에는 공기와 연료 간의 혼합 비율을 가변적으로 늘릴수 있는데 이론상 최대로 늘릴수있는 혼합 비율은 40:1 (혹은 50:1)이라고합니다. 


따라서 정속주행시 더 높은 연비를 낼수 있다는 장점도 지니고 있습니다.


단점 - 높아진 압축비로 인한 증가된 엔진소음 및 까다로운 연료품질과 내구성




엔진은 기본적으로 압축비가 높으면 높을수록 연소효율성이 높아지면서 출력과 연비를 동시에 잡을수 있는 장점을 가지고 있습니다.


그러나 장점이 있으면 단점도 있는법입니다.


압축비가 높아지면 폭발행정시 폭발압력이 세지면서 소음이 증가하게 됩니다. 거기에 150bar에 이르는 높은 압력으로 휘발유를 연소실에 직접 분사하기 때문에 인젝터 소음또한 큰편입니다. 


무엇보다도 커진 폭발압력으로 인해 연소실 내부재질이 기존엔진보다 더 강해야 합니다.


최근 현대자동차가 토요타를 롤모델로 삼고있는데 현대자동차의 원가절감이 곳곳에 눈에 많이 띄고 있으며 최근에 나오는 현대차들의 경우 동호회를 중심으로 품질에 대한 불만사항이 적지않게 제기되고 있습니다. 그래서 현대자동차가 직분사시스템에 맞게 엔진재질을 보강했는지 개인적으로 의심이 갑니다.


그래서 GDI엔진은 기존엔진에 비해 노킹(조기점화로 인해 연료와 공기혼합물이 실린더 내부에서 정상적으로 점화하기전 비정상적으로 폭발하는 현상)이 일어날수 있는 확률이 높은편입니다. 또한 옥탄가가 낮으면 정상점화시 폭발력이 약해져 결정적으로 출력과 연비가 동시에 떨어질수 있습니다.


노킹방지를 위해 GDI엔진은옥탄가가 높은 휘발유를 필요로 합니다. 폭스바겐의 FSI엔진이나 BMW의 직분사엔진의 경우 대부분 고급휘발유를 필수적으로 권장하고 있습니다. 


그러나 기술개발이 이루어지면서 최근 몇몇 메이커에서는 고급휘발유를 넣지 않고도 높은 출력과 높은 연비를 보장하기도 합니다. 


GM에서 나온 직분사엔진(VVT DI)이 그러한 경우입니다. 특히 GM산하에 있는 고급자동차브랜드 캐딜락의 V6엔진들은 직분사로 대체되었는데 직분사엔진임에도 일반휘발유를 주유한뒤 안심하고 주행할수 있습니다.


그런데 제가 최근 캐딜락CTS 3.0L을 며칠간 타볼수 있었는데 처음에는 일반휘발유로 주유해서 탔었고 나중에는 고급휘발유로 주유해서 탔었습니다.


캐딜락CTS 3.0의 경우 다음주 쯤에 시승기를 통해 자세히 밝혀지겠지만 일반휘발유 주유한뒤 주행할때와 고급휘발유를 주유하고 주행할때의 느낌이 생각외로 차이가 많이 났었습니다.


엔진회전이 좀더 매끄러워지고 출력이 상승된걸 느낄수 있었으며 무엇보다도 직분사엔진에서 흔히 들리는 인젝터소음이 약간 줄어들었습니다.


현대 쏘나타 2.4GDI 또한 일반휘발유를 주유할때와 고급휘발유를 주유할때 차이가 크게 날수 있다.




일반휘발유를 안심하고 넣고 다닐수 있는 캐딜락CTS만 봐도 일반휘발유를 주유하고 주행할 때와 고급휘발유를 주유하고 주행할때  적지않은 차이를 보여주는데 현대자동차의 쏘나타2.4GDI모델이라고 차이가 없을까요?


어제 오늘 쏘나타2.4GDI에 대한 시승기 데이터가 올라오고 있어 저도 유심히 보고 있습니다. 그런데 의아한 부분을 발견할수 있었습니다.


각 매체마다 시승기가 다르지만 가장 공통적으로 지적된 부분은 바로 캠리보다 무게가 더 가볍고 30마력 가까이 출력이 높은 쏘나타 F24GDI모델이 정작 가속력 면에서 캠리와의 차이가 거의 없다고 합니다. 


쏘나타의 201마력과 캠리의 175마력 정확히 26마력이나 차이가 나는데 26마력의 출력차이는 생각외로 큰편입니다. 중저속 가속력을 결정하는 토크 또한 쏘나타가 2kg.m이상 더 높습니다. 무게도 제원상 쏘나타가 더 가볍습니다.


그럼에도 캠리와 가속성능면에서 큰 차이가 없다는것이 더 의아합니다. 


인터넷에서는 현대자동차의 엔진이 제원에 비해 실제로 안나가는 일명 뻥마력 스펙이라고 하지만 최근에 나온 현대차를 타본 경험상 뻥마력이라고 단정짓기는 힘듭니다(현대자동차가 의외로 엔진제원에 비해 가속력이 나쁜편이 아닙니다)


쏘나타 F24GDI가 고급휘발유를 넣는다면 가속성능이 더 좋아질수 있을까?




저는 아직 쏘나타 F24GDI는 커녕 쏘나타2.0도 아직 운전을 해보지 못해 쏘나타의 주행성능 및 성향이 어떤지는 잘 알지 못합니다.


그러나 확실한것은 GDI엔진을 포함한 가솔린직분사엔진의 경우 연료품질에 따라 출력과 연비차이가 난다는것은 엄연한 사실입니다.


즉 예를 들면 같은양의 음식을 먹고 운동한다고 해도 빈속에 닭고기를 먹은 뒤 운동할때와 빈속에 땅콩만을 먹고 운동하면 닭고기를 먹은 사람의 운동능력이 더 뛰어난 편입니다.(아닌경우도 있겠지만 대다수는 닭고기를 먹고 운동하면 운동능력이 더 향상되죠)


제 생각에 쏘나타 F24GDI는 국내에 출시된 다른 국산차보다도 일반휘발유와 고급휘발유의 차이가 상당히 클것으로 생각됩니다. 현대 기아자동차가 국내 연료품질에 맞게 엔진셋팅을 잘 하는 편입니다. 그래서 일반휘발유를 넣고 주행할때와 고급휘발유를 넣고 주행할때 차이가 거의 없는 편입니다.


그런데 직분사시스템이 탑재된 쏘나타 F24GDI는 어떨지 사뭇 궁금해집니다. 혹시라도 쏘나타 F24GDI를 구입할 의향이 있으시다면 이점 참고하셨으면 합니다.


  

 



 

요즘 경기가 풀려서 그런지 몰라도 국내 자동차시장은 올한해 수입차 국산차를 막론하고 신차가 무더기로 출시되고 새로운 수입차업체가 국내에 공식적으로 진출하면서 그야말로 신차춘추전국시대를 맞고 있습니다.

소비자입장에서 우후죽순 쏟아지는 신차출시와 새로운 수입차업체의 국내진출은 바람직한 현상이라고 생각됩니다.

신차들의 춘추전국시대속에서도 패자의 지위를 누리는 차종이 있습니다. 아마 말 안해도 자동차에 관심있는 분들이라면 아실 모델 대한민국 중형차의 스탠다드라고 할수 있는 쏘나타입니다.

9월에 혜성같이 나타나 국내에 출시된 신형쏘나타는 현재 배기량 2000cc 가솔린모델만 존재합니다. 그리고 내년초에 직분사시스템이 적용된 세타GDI엔진을 탑재한 고성능모델이 추가된다고 합니다.

세타 GDI2.4엔진은 최고출력 201마력에 최대토크 25.5kg.m으로 종전의 2400cc 가솔린모델보다 최고출력이 21마력이나 높아지고 토크도 상승했으며 높아진 연소효율성으로 연비도 YF쏘나타 기준으로 리터당 13.3km/l라는 높은 연비를 제공합니다.

이렇게 출력과 연비 두마리의 토끼를 잡은 세타2.4GDI엔진이 YF쏘나타에 장착된다면 0-100km/h까지 걸리는 시간은 약8초정도가 될 것으로 예상되 과거 국산 스포츠카의 자존심모델인 투스카니 엘리사와 대동소이한 성능을 낼것으로 예상되어 중형 스포츠모델에 걸맞는 성능을 내보일것으로 기대됩니다.   

그렇지만 국내에서는 아직 생소한 GDI(가솔린 직분사 시스템)때문에 국내에서는 실패할 가능성도 배재할수 없습니다.

그럼 왜 YF쏘나타 2.4GDI 모델은 국내시장에서 실패할 가능성이 있을까요?

높아진 압축비로 인한 소음과 진동

GDI시스템의 장점은 높아진 압축비와 연소효율성입니다.

연소효율성 또는 연료효율성에 대해서 아시는분들은 다들 아시겠지만 효율성이 높을수록 연비와 출력이 올라갑니다. 특히 고유가 시대를 맞아 세계 각국의 자동차메이커들은 조금이라도 연비를 높이기 위해 안간힘을 쓰고 있습니다. 엔진의 효율성을 높이기 위한 여러가지 기술이 나오고 있지만 현재 제일 많이 진화된 기술중에 하나가 바로 실린더내에 연료를 직접분사하는 직분사시스템입니다. 가솔린엔진의 경우 GDI라고도 하며 디젤의 경우 CRDI라고 합니다.

직접분사 가솔린 엔진의 명칭인 GDI엔진은 Gasolinr Direct Injection의 약자입니다. 기존엔진은 인젝션을 통해 연료가 분사되는 시스템인데 GDI엔진의 장점은 기존엔진보다 훨씬 더 높은 압력으로 연료를 내뿜으며 연소실로 직접분사하기 때문에 초희박 연소가 가능하다고 합니다.

보통 일반적인 가솔린엔진의 이론상 공연비는 14.7:1입니다. 실제로는 14.7:1의 비율보다 약간 낮으며 고RPM일 수록 엔진온도가 높아지기 때문에 엔진내부온도를 식히기 위해 연료를 많이 분사하도록 셋팅되어 있습니다. 그래서 엔진마다 틀리지만 일반적으로 4000rpm 이상에서는 공연비 비율이 10:1이하로 떨어지는 경우가 많습니다.

그러나 GDI엔진은 희박연소가 가능하여 정속주행시 일반엔진보다 공연비를 높여 연비를 높일수 있다는 장점이 있습니다. GDI의 경우 이론적으로 최고 50:1의 공연비를 실현할수 있습니다. 따라서 압축비를 더 높일수 있어 연소효율이 높아지게 되고 전체적으로 연비와 출력을 높일수 있는 효과를 가져옵니다.

그렇지만 압축비가 높아지면 폭발력도 커지게 되어 일반엔진보다 내구성이 떨어지게 됩니다. 물론 자동차메이커에서는 높아진 압축비에 맞게 보강을 하지만 원가절감에 혈안이 되어있는 현대자동차가 높아진 압축비만큼 보강해줄지는 미지수입니다.

두번째는 국내 휘발유의 옥탄가가 GDI실정에 맞게 셋팅했는지 의심이 갑니다.

GDI엔진의 경우 압축비가 높아지게 되기 때문에 폭발력도 일반엔진보다 더 강해지게 됩니다. 따라서 옥탄가가 낮은 휘발유를 넣을때 노킹이나면 일반엔진보다 데미지를 더 많이 입게 됩니다.

과거 현대 구형에쿠스가 처음 출시되었을때 에쿠스의 탑 엔진라인업인 4.5L엔진은 미쓰비시에서 가져왔는데 처음으로 GDI 시스템으로 구성되어 있었습니다. 당시 세계최초인 GDI엔진은 그러나 자잘한 문제가 돌출되면서 결국 4.5L엔진은 GDI가 아닌 기존의 MPI시스템으로 대체되었습니다.

당시 4.5L GDI엔진이 사장된 이유는 여러가지가 있지만 제일 큰 문제가 4.5L GDI엔진의 경우 옥탄가98이상의 고품질 휘발유를 넣어야 제성능이 나오고 내구성이 보장되었습니다. 그렇지만 우리나라의 경우 공장에서 정제된 석유제품의 품질은 좋은편이지만 고옥탄 휘발유 수요가 많지않아 고옥탄 휘발유를 취급하는 주유소가 별로 없었고 주유소에서 보관하는 동안 주유소 탱크의 불순물과 섞이게 되면서 휘발유 품질이 떨어졌습니다.

과거4.5L GDI엔진의 실패를 거울로 삼았으니 현대가 국내실정에 맞게 옥탄가를 조정했겠지만 그렇다 해도 일반엔진보다는 고품질의 연료를 요구합니다. 이에 대한 대비책을 제대로 마련해 두었는지 궁금합니다.

세번째는 소음입니다.

압축비가 높아지고 폭발력이 세지면 엔진소음도 커지게 됩니다.

GDI엔진의 경우 엔진소음이 커져봐야 일반 가솔린엔진보다 약간 더 엔진음색이 거친편일뿐 디젤엔진보다는 훨씬 조용합니다. 그러나 한국소비자들은 자동차를 편리한 이동수단이라는 개념을 갖고 있고 특히 중형급 이상의 승용차의 경우 편의성과 함께 정숙성을 우선순위로 듭니다. 그리고 쏘나타의 경우 우리나라에서 중형차의 표준으로 자리잡은 차량이라서 대다수 오너들은 쏘나타에 시끄러운 엔진음이 나는걸 상상조차 하지 않습니다.

얼마전에 캐딜락CTS 3.6L 모델을 신차발표회장에서 시동 걸어본것을 들은적이 있었는데 캐딜락 6기통 엔진의 경우 최근에 직분사시스템(GDI)로 대체되었습니다. 큰 차이는 없지만 공회전에서 엔진음이 좀 거칠다는 느낌을 받았습니다. 소음에 민감한 사람들은 캐딜락의 6기통 엔진음이 약간 거슬리다는 느낌도 받을것으로 예상됩니다.

진동 및 소음에서 4기통보다 유리한 6기통이 이런데 4기통엔진인 YF쏘나타 2.4L GDI엔진은 캐딜락 6기통 엔진보다 진동 및 엔진음이 더 크면 더크지 작지는 않을거라 생각됩니다. 그런면에서 YF쏘나타 2.4L GDI엔진은 우리나라에서 실패할 가능성이 높다는 생각이 듭니다.  

현대의 YF쏘나타 2.4L GDI엔진이 좋지 않다는건 아닙니다. 그렇지만 내년초에 출시될때 바로 구입하기 보다는 1년정도 기간을 두고 구입하는게 좋다고 생각됩니다.

제 생각에 YF 2.4L GDI모델이 나오면 소비자들이 제일 많이 클레임 거는 항목은 소음이라고 생각됩니다. 제가 생각할때 YF쏘나타 2.4L GDI모델은 정숙성을 추구하는 오너보다는 통쾌한 가속력을 추구하거나 고속도로 주행을 자주하는 오너들이 구입하면 좋은 선택이라고 생각됩니다.